CN203371091U - 一种自锁自紧钻夹头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自锁自紧钻夹头，其解决了现有自紧钻夹头只能沿一个方向转动的问题，其设有前体、后体、后套、夹爪和从动齿轮，后体内置于前体中，所述设有夹爪孔，夹爪位于夹爪孔内；后体设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合；从动齿轮与夹爪通过螺纹相互配合，前体和后体之间设有离合器，本实用新型可广泛应用与机械加工领域。

Description

一种自锁自紧钻夹头

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工用刀具的夹具，尤其是涉及一种正反方向均能够工作的自锁自紧钻夹头。

背景技术

生产加工活动中经常使用机床和电钻等工具进行钻孔、铣削等作业，装设在这些设备主机工作轴上用于夹持钻头、铣刀等刀具的钻夹头虽然经历了长期的应用和改进，但依然存在诸多不足。

国际申请号为PCT/CN2012/078743的专利申请中公开了一种新型钻夹头，其动力通过后体上的主动齿轮传递到从动齿轮，再由从动齿轮传递给夹爪，从而使得夹爪在夹爪孔内上下运动。这种钻夹头存在的主要问题是：只能沿一个方向使用，一旦钻夹头反向旋转时，夹爪就会松开刀具，钻夹头立即停止工作。

现有的正反方向均能工作的钻夹头均为手动锁紧，即必须通过手动锁紧钻夹头后才能够进行反向工作，操作复杂。

发明内容

本实用新型是针对上述钻夹头只能沿一个方向工作的技术问题，提供一种正反方向均能够工作、操作简单的自锁自紧钻夹头。

为此，本实用新型设有前体、后体、后套、夹爪和从动齿轮，后体内置于前体中，前体设有夹爪孔，夹爪位于夹爪孔内；后体设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合；从动齿轮与夹爪通过螺纹相互配合，前体和后体之间设有离合器。

优选地，离合器设有离合器内圈、离合器砂架、离合器外圈和弹簧；离合器砂架位于离合器内圈和离合器外圈之间，离合器砂架设有弧块，弧块的一端的端面为平面，另一端的端面为弧面；相邻的弧块之间设有滚槽，滚槽内设有滚柱；离合器内圈还设有抛物线部，离合器内圈与后体在沿它们的圆周方向上形成固定连接；离合器砂架设有控制杆，后套设有控制杆孔，控制杆的一端位于控制杆孔内。

优选地，弹簧的一端套设在控制杆上，另一端与离合器内圈相连。

优选地，后套设有V字形部，所述后体设有平行部。

本实用新型设置了离合器，当后体反向旋转时，滚柱处于离合器内圈与离合器外圈之间挤死的位置，此时整个离合器形成了一个整体，离合器一起跟随后体反向旋转，进而带动前体也反向转动，夹爪不会沿夹爪孔向上运动将刀具松开，从而能够继续保持工作；本实用新型无需任何操作就能够使钻夹头锁紧、并保证正反方向均能工作，操作简单。

附图说明

图1是本实用新型的半剖视图；

图2是本实用新型的左视图；

图3是本实用新型前体的立体图；

图4是本实用新型前体的剖视图；

图5是本实用新型后体的立体图；

图6是本实用新型后体的剖视图；

图7是本实用新型夹爪的立体图；

图8是本实用新型从动齿轮的立体图；

图9是本实用新型离合器的立体图；

图10是本实用新型离合器内圈的立体图；

图11是本实用新型离合器内圈的主视图；

图12是本实用新型离合器砂架的立体图；

图13是本实用新型离合器砂架的主视图；

图14是本实用新型弹簧的立体图；

图15是本实用新型前套的立体图；

图16是本实用新型后套的立体图；

图17是本实用新型后套的左视图。

图中符号说明：

1.前体；2.钢球固定环；3.从动齿轮；4.夹爪外螺纹；5.夹爪；6.从动齿轮内螺纹；7.离合器；8.后体；9.后套；10.前套；11.前外卡簧；12.离合器内圈；13.离合器砂架；14.定位球；15.夹爪孔；16.凹槽；17.离合器外圈；18.弹簧；19.主动齿轮；20.键；21.齿轮槽；22.定位球槽；23.开孔；24.后体键槽；25.弧块；26.滚槽；27.主机连接孔；28.刀具孔；29.环形油池；30.滚柱；31.抛物线部；32.控制杆；33控制杆孔；34.孔；35.V字形部；36.平行部。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型主要包括前体1、后体8、前套10、后套9、夹爪5、从动齿轮3。后体8内置于前体1中，只能相对于前体1沿它们的圆周方向转动。前体1设有夹爪孔15，夹爪5位于夹爪孔15内。从动齿轮3设有内螺纹，此内螺纹与夹爪5的外周螺纹相互配合；如图5所示，后体8的下端设有主动齿轮19，主动齿轮19与从动齿轮3相互配合，在后体8旋转时，从动齿轮3也跟着旋转，夹爪5在从动齿轮3的带动下在夹爪孔15内上下运动。

如图3至图6所示，前体1的后端内部居中位置设有凹槽16，在后体8插入到前体1中时，后体8正好与凹槽16相互配合。前体1上斜向对称地加工有三个贯穿上下的夹爪孔15，夹爪5位于夹爪孔15内。前体1还设有三个斜向对称地齿轮槽21，从动齿轮3位于齿轮槽21内。在前体1的前端内部设有刀具孔28。

另外，在前体1的前端还加工有环形油池29，该环形油池29可以为连续的，也可以与三个夹爪5相对应设置，而表现为不连续的状态；环形油池29中封有润滑脂，保证夹爪5在上下运动过程中能够切到内环的润滑脂。由于加工有环形油池的部位与钻夹头的前套10紧密配合，所以润滑脂不会向外渗透。由于设有环形油池29，使夹爪5上下运动的过程中能够切到其中的润滑脂，从而使整个夹爪5与前体1之间的摩擦力减小，延长了夹爪5的灵活性的时间，进而延长了钻夹头的使用寿命。

如图7和图8所示，夹爪5的外侧圆周设有夹爪外螺纹4，从动齿轮3的内侧圆周设有从动齿轮内螺纹6，夹爪外螺纹4与从动齿轮内螺纹6相互配合。夹爪5上还设有定位球槽22，当夹爪5置于夹爪孔15后，定位球14的下半部分位于定位球槽22内，上半部分位于前体1开孔23内。在前体1的开孔23所在的圆周面上盖有钢球固定环2，使定位球14不能向外滚动。这样，当夹爪5在夹爪孔15内运动时，由于定位球14和定位球槽22的作用，使得夹爪5只能够做上下运动，而不能在沿夹爪孔15的圆周方向上转动，起到了很好地限位作用，从而良好的保证了夹爪5对刀具的夹紧力。如果没有定位球14和定位球槽22的限位，夹爪5就会在上下运动的同时横向转动，从而不能够好好的夹持刀具，也就对作业产生了严重不利的影响。

从动齿轮3外周设有外齿，后体8上还设有主动齿轮19，主动齿轮19也设有外齿，从动齿轮3的外齿与主动齿轮19的外齿相互配合；从动齿轮内螺纹6与夹爪外螺纹4相互配合，从动齿轮3的内径与夹爪5的外径大小相等。后体8上设有主机连接孔27，当主机连接孔27与主机的工作轴相连时，主机带动后体8正向旋转，从而使主动齿轮19带动从动齿轮3旋转，进一步带动从动齿轮3内的夹爪5沿夹爪孔15向下运动，使夹爪5夹紧刀具。

如图9至图14所示，本实用新型的前体1与后体8之间还设有离合器7，离合器7设有离合器内圈12、离合器砂架13、离合器外圈17和弹簧18。离合器砂架13设于离合器内圈12和离合器外圈17之间。

离合器内圈12的圆周内部上设有3个键20，如图5所示的后体8上还设有三个后体键槽24，键20与后体键槽24相互配合，使得离合器内圈12与后体8在沿它们的圆周方向上形成了固定连接。后体8和离合器内圈12还可以通过其他方式形成固定连接。离合器内圈12的圆周外部设有6个抛物线部31，抛物线部31呈凹陷的弧状，其两端与离合器内圈12的外圆周相连接。

离合器外圈17为圆环状结构，其与前体1通过过盈配合或其它方式固定连接。

离合器砂架13上设有6个弧块25，弧块25一端的端面为平面，另一端的端面为弧面。每一个弧块25的平面端面与相邻的弧块25的弧面端面相对，两者之间形成了滚槽26。本实用新型一共设有6个滚槽26，滚槽26内设有滚柱30，滚柱30为圆柱体。离合器砂架13上还设有控制杆32。

如图15、图16和图17所示，本实用新型还设有前套10和后套9。前套10的末端和后套9的前端相互配合，形成一个完整的钻夹头。在前体1的前端设有前外卡簧11，其内圈部分卡在前体1前端的凹槽中，外圈部分露在前体1外面，用来固定前套10，使前套10不会向下滑落。

后套9上设有控制杆孔33，控制杆32的一端从控制杆孔33中伸出。后套9还设有孔34，孔34设有两个对称地V字形部35，V字形部35的一边较长，另一边较短。后体8的圆周上设有两个对称的平行部36，它们与两个对称地V字形部35一一对应。

后体8与后套9配合后的状态如图2所示，当正向旋转后套9时，V字形部35的一边与后体8的平行部36相接触，两者之间在沿它们的圆周方向上形成固定连接，从而带动后体8也正向旋转；当再反向旋转后套9时，原来与后体8的平行部36相接触的V字形部35的一边渐渐地与后体8的平行部36远离，而V字形部35的另一边渐渐地向后体8的平行部36靠近，在这个过程中，后套9的转动不会带动后体8旋转，直到V字形部35的另一边与后体8的平行部36相接触后，两者再次在沿它们圆周的方向上形成固定连接，进而带动后体8反向旋转。

如图14所示的弹簧18的一端套在控制杆32上，另一端沿着离合器砂架13的圆周分布，并最终与离合器内圈12上的键20固定连接。控制杆32位于控制杆孔33的一端，弹簧18处于被压缩的状态，当正向转动后套9使控制杆孔33移动时，弹簧18由于弹力的作用伸张，带动离合器砂架13转动，使滚柱30总是向抛物线部31的较高处移动。

下面对本实用新型的工作过程加以说明：

将刀具插入前体1的刀具孔28内，用手正向转动后套9，由于弹簧18处于被压缩状态，使得控制杆32位于控制杆孔33的一端，所以当后套9带动控制杆孔33正向转动时，压缩的弹簧18伸张，弹簧18带动控制杆32也正向旋转，使得离合器砂架13带动滚柱30向抛物线部31的较高处移动，此时，V字形部35的一边也开始渐渐向平行部36靠近，当滚柱30正向转动到其不能再向抛物线部31的更高处移动时，继续转动后套9，V字形部35的一边与平行部36相接触，后体8开始跟随后套9一起正向转动。

因为后体8上的主动齿轮19与从动齿轮3相啮合，从动齿轮3又与夹爪5通过螺纹相互配合，所以后体8的旋转迫使从动齿轮3与后体8做相对转动，从动齿轮3的转动又会带动夹爪5沿夹爪孔15向下移动，三个夹爪5下端之间的空隙也随之缩小，直至夹紧放入刀具孔28内的刀具。此时，与后体8通过键20相连接的离合器内圈12也会跟随后体8的旋转而转动，进而带动滚柱30和离合器砂架13转动，离合器外圈17和前体1保持不动。

后体8的主机连接孔27与主机的工作轴相连接，此时启动设备电机，后体8在工作轴的带动下正向高速旋转，由于后体8上的主动齿轮19、从动齿轮3和夹爪5之间的静止惯性的作用，在后体8与主动齿轮19转动的初始阶段有较强的冲击力迫使从动齿轮3和夹爪5跟随其一起旋转，这个冲击力进一步使得三个夹爪5夹紧刀具，之后刀具与加工件之间的反作用力，也在迫使夹爪5、从动齿轮3和后体8上的主动齿轮19之间做相对转动，这同样增加了三个夹爪5对刀具的夹持力，因而具备了自紧的功能，使整个自紧钻夹头具有很高的精度和稳定性，随着电机的转动，三个夹爪5夹紧刀具一起逐渐转动，从而完成机械加工过程。

当电机带动后体8反向旋转工作时，滚柱30处于离合器内圈12与离合器外圈17之间挤死的位置，此时整个离合器7形成了一个整体，离合器7一起跟随后体8反向旋转，进而带动前体1也反向转动，夹爪5也不会沿夹爪孔15向上运动将刀具松开，从而能够继续保持工作。

当钻夹头停止工作需要将其打开时，握住前套10，反方向转动后套9，由于离合器砂架13的控制杆32位于后套9的控制杆孔33中，控制杆32开始与控制杆孔33的一端相靠近，当两者接触后，控制杆32也会跟随后套9一起反向旋转，即离合器砂架13和滚柱30也会跟随后套9的旋转而转动。通过转动后套9使得滚柱30重新回到抛物线部31的最凹处，从而将整个离合器7打开。此时，原来与后体8的平行部36相接触的V字形部35的一边渐渐地与后体8的平行部36远离，而V字形部35的另一边渐渐地向后体8的平行部36靠近。然后继续转动后套9，使得V字形部35的另一边与后体8的平行部36接触，后套9的转动就会带动后体8转动，由于离合器7已经打开，不是一个整体，所以动力就会从后体8通过从动齿轮3传递到夹爪5上，使得夹爪5在夹爪孔15内向上运动，从而将刀具松开。

需要注意的是，在上述打开钻夹头的过程中，必定是离合器7先打开，然后才是后体8转动将钻夹头打开，即使得离合器7打开所要转动后套9的角度要小于等于使后体8转动所要转动后套9的角度。

上述实施例中夹爪5的限位装置是由夹爪5上的定位球槽22、定位球14以及钢球固定环2来实现的，这种方案为优选的技术方案，因为此时夹爪5与定位球14之间的摩擦为滚动摩擦，减小了摩擦力，也就增加了钻夹头运动的灵活性。但也可以用其他的方式来代替，比如说在夹爪5上设有V型槽，而在前体1的开孔23内设有V型顶体，通过钢球固定环2或者其他密封设备来固定V型顶体，V型顶体与V型槽相互配合，这样在夹爪5上下运动的过程中，V型槽与V型顶体同样能够起到对夹爪5进行限位的作用，使夹爪5在上下运动的过程中不会横向转动。又例如顶体可以为键，相对应的夹爪5上的凹槽就应该为长方形。总之，夹爪5的凹槽和与之相配合的顶体可以表现为任意的能够起到限位作用的形状。

本实用新型优选的技术方案设有环形油池29，保证充分的润滑，延长钻夹头的使用寿命，当然也可以不设置油池，减小一些加工时间和成本。

Claims (4)

1.一种自锁自紧钻夹头，其设有前体、后体、后套、夹爪和从动齿轮，所述后体内置于所述前体中，所述前体设有夹爪孔，所述夹爪位于所述夹爪孔内；所述后体设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合；所述从动齿轮与所述夹爪通过螺纹相互配合，其特征在于，所述前体和所述后体之间设有离合器。

2.根据权利要求1所述的自锁自紧钻夹头，其特征在于所述离合器设有离合器内圈、离合器砂架、离合器外圈和弹簧；

所述离合器砂架位于所述离合器内圈和所述离合器外圈之间，所述离合器砂架设有弧块，所述弧块的一端的端面为平面，另一端的端面为弧面；相邻的弧块之间设有滚槽，所述滚槽内设有滚柱；

所述离合器内圈还设有抛物线部，所述离合器内圈与所述后体在沿它们的圆周方向上形成固定连接；所述离合器砂架设有控制杆，所述后套设有控制杆孔，所述控制杆的一端位于所述控制杆孔内。

3.根据权利要求2所述的自锁自紧钻夹头，其特征在于所述弹簧的一端套设在所述控制杆上，所述弹簧的另一端与所述离合器内圈相连。

4.根据权利要求3所述的自锁自紧钻夹头，其特征在于所述后套设有V字形部，所述后体设有平行部。

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